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问题: 简谐振动选择题

质点P以O为平衡位置向上简谐振动的同时,质点Q也从O点出发竖直上抛,它们同时到达同一最高点,在此过程中它们的速度vP和vQ的大小关系是( )
A、始终vP比vQ大 B、始终vP比vQ小
C、先 vP>vQ,后vP<vQ D、先 vP<vQ,后vP>vQ

解答:

答案<A> 1. 简谐运动是变加速运动,P在O点时就有加速度g以后还随向上的位移加大而加大.竖直上抛加速度恒为g.可知在此过程中P的加速度始终大于Q的.即每一瞬时速度的减小量P的都大于Q的.故有始终vP比vQ大.
2.能量守衡.PQ初都只有动能,P每上升高度H.就将一部分动能转化为势能mgH和弹性势能.而Q只转换为势能mgH.所以P每一瞬时速度都大于Q以有多余的动能转化为弹性势能.
出错了.这道题还这么难的.
改正,答案是<D>应为振子竖直放置.故O点时弹簧下压了一段,有一定的弹性势能,P上升时在弹簧未伸展到原长时,每上升高度H,有一部分动能+减少的弹性势能=势能mgH.而Q的势能增加mgH全由动能提供.故此时 vP<vQ.等弹簧伸展后,P每上升高度H.就将一部分动能转化为势能mgH和弹性势能.而Q只转换为势能mgH.此时vP>vQ.
所以答案是D先 vP<vQ,后vP>vQ